基于正交试验的粉煤灰石膏基自流平砂浆性能研究

为了解决水泥基自流平砂浆因干燥收缩而产生起砂和裂纹等现象,以盐石膏和粉煤灰作自流平砂浆基材,通过正交试验研究水胶比、砂胶比、减水剂掺量、保水剂掺量以及粉煤灰取代率对石膏基自流平砂浆流动性、凝结时间和表面硬度的影响,对这些指标进行极差分析,得到最佳配合比,测试了粉煤灰石膏基自流平砂浆的性能.结果表明:减水剂掺量和水胶比是影响粉煤灰自流平砂浆流动性的主要因素,水胶比对凝结时间和表面硬度影响最大.通过正交试验得出水胶比为0.28,砂胶比为0.52,减水剂掺量为0.4％,保水剂掺量为0.15％,粉煤灰取代率为30％,其性能指标均超过了JC/T1023-2007《石膏基自流平砂浆》标准要求.     

外加剂掺量对装饰砂浆力学性能影响的试验研究

分析了可再分散性乳胶粉、纤维素醚和消泡剂对装饰砂浆力学性能的影响,通过正交试验对砂浆的配合比进行了优化。当可再分散性乳胶粉掺量为2.0%,纤维素醚掺量为0.05%,消泡剂掺量为0.5%时,制备的砂浆吸水量低、力学性能优异,很好的满足了《墙体饰面砂浆》要求。     

石膏掺量对三元胶凝体系水泥基自流平砂浆的影响

研究了不同石膏掺量对硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏组成的三元胶凝体系制备的水泥基自流平砂浆工作性能、力学性能、收缩性能、水化产物、水化热的影响.结果 表明:石膏掺量基本不会影响自流平砂浆的流动度和凝结时间,石膏掺量≤40 g/kg时,自流平砂浆各龄期的抗折强度、抗压强度和28 d拉伸粘结强度随着石膏掺量的增加而增大,但石膏掺量≥50 g/kg时自流平砂浆因膨胀开裂各龄期的抗折强度、抗压强度和28 d拉伸粘结强度随着石膏掺量增加而降低.随着石膏掺量的增加自流平砂浆各龄期的收缩值由负变正,即由收缩变为膨胀.24h之前三元胶凝体系的水化放热速率及水化放热量均随着石膏掺量的增加而增大,当石膏掺量为60 g/kg时,因膨胀使得容器胀裂,三元胶凝体系的水化放热量在30 h出现最高峰后逐渐减小.     

脱硫石膏基无砂自流平砂浆的制备与性能研究

采用脱硫建筑石膏、P·O 42.5水泥、粉煤灰、石灰石超细粉以及外加剂为原料制备脱硫石膏基无砂自流平砂浆。采用正交试验确定石膏基胶凝材料的最优配合比,研究缓凝剂和纤维素醚对石膏基无砂自流平砂浆的性能影响,并利用XRD和SEM分别分析胶凝体系的水化产物和微观形貌,通过分析结果进一步研究外加剂的作用机理。结果表明:当脱硫石膏、水泥、粉煤灰和石灰石超细粉的质量比为16:1:2:1时,石膏基胶凝材料的强度最优;缓凝剂明显延长砂浆的凝结时间,但会导致砂浆产生泌水现象;纤维素醚可以提高砂浆的保水性,纤维素醚的引气作用造成砂浆强度下降。脱硫石膏基无砂自流平砂浆的性能指标满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023—2007)的要求。     

磷建筑石膏基无砂自流平砂浆的制备与性能研究

采用磷建筑石膏、P·O 42.5水泥、粉煤灰、矿粉、石粉及外加剂为原材料制备高强耐水型磷建筑石膏基无砂自流平砂浆。通过正交试验确定砂浆中胶凝材料的最优掺量,研究减水剂和可再分散性乳胶粉对砂浆性能的影响,并采用XRD及SEM对砂浆进行微观分析。结果表明,当磷建筑石膏、水泥、粉煤灰、矿粉及石粉质量比为73∶5∶5∶15∶2时,砂浆综合性能最优,28 d绝干抗压强度为33.0 MPa,软化系数为0.774。减水剂能够提高砂浆30 min的流动度、力学性能及耐水性能,但当掺量为0.30%(质量分数)时,会降低砂浆的后期强度。可再分散性乳胶粉会降低砂浆的流动性能及力学性能,但能提升砂浆的耐水性能。制备的磷建筑石膏基无砂自流平砂浆的性能满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023—2021)的要求,砂浆的28 d绝干抗折强度、28 d绝干抗压强度分别为12.0、45.9 MPa,软化系数高达0.886,吸水率低至2.8%。     

VAE乳胶粉改性水泥砂浆的配合比优化及抗冻性研究

以折压比、抗拉强度和黏结强度为评价指标，通过正交试验确定了醋酸乙烯-乙烯共聚乳胶粉(VAE乳胶粉)改性水泥砂浆配合比的较优方案。以较优方案为基础，研究了VAE乳胶粉掺量对砂浆力学性能和抗冻性的影响。结果表明，VAE乳胶粉改性水泥砂浆配合比的较优方案灰砂比为0.375,VAE乳胶粉掺量为10%(质量分数),水灰比为0.38。VAE乳胶粉可以显著提高砂浆的抗折、抗拉、黏结强度和韧性，随着VAE乳胶粉掺量(8%～12%)增大，砂浆的抗折、黏结强度和折压比均不断增大，抗拉强度不断减小，但仍显著大于普通砂浆；随着VAE乳胶粉掺量增大，砂浆的吸水率、质量损失率和强度损失率均不断减小；随着VAE乳胶粉掺量增大，抗压强度呈先增大后减小的趋势，当VAE乳胶粉掺量为12%时，砂浆的抗压强度开始低于普通砂浆。综合考虑砂浆的强度和韧性，VAE乳胶粉的较优掺量为8%～10%。     

粉煤灰对砂浆流变性和强度的影响研究

本文通过正交试验研究水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量对砂浆流变性和抗压强度的影响。实验结果表明:水胶比和砂胶比是影响砂浆流动性的主要因素;通过正交试验得出水胶比为0.55、砂胶比为2.65、粉煤灰掺量为25%,流动性和保水性均符合砂浆使用要求,砂浆抗压强度明显高于其他组砂浆抗压强度。     

大掺量粉煤灰混凝土配合比设计正交试验研究

采用正交试验方法对大掺量粉煤灰混凝土配合比进行试验研究,讨论了水泥品种,水胶比,胶凝材料用量和粉煤灰掺量对其28d强度的影响。结果表明,正交试验方法可以应用到大掺量粉煤灰配合比设计试验中;在4个因素中,粉煤灰掺量对混凝土强度的影响最大。     

硫铁矿尾砂制备自流平砂浆的性能研究

对影响硫铁矿尾砂替代天然砂制备自流平砂浆的流动度和力学性能的主要因素进行了研究.结果表明,尾砂制备自流平砂浆强度主要受胶粉掺量、集灰比、尾砂替代率的影响.硫铁矿尾砂存在最佳掺量,替代率为65％时,自流平砂浆的28 d抗压强度可达52.9 MPa,抗折强度9.3 MPa,符合自流平砂浆标准抗压强度等级C40和抗折强度等级F7.     

大掺量粉煤灰注浆活性单液砂浆配合比优化设计

采用正交试验设计方法对长江地下隧道大掺量粉煤灰同步注浆活性单液砂浆配合比进行系统研究和优化设计.试验表明:同步注浆活性单液砂浆配合比中水胶比和胶砂比对砂浆工作性能影响最大,水泥与粉煤灰比对砂浆固结性能影响最大,胶砂比对砂浆抗渗性能影响最大;最优配合比为:水胶比0.7,水泥∶粉煤灰20∶80,胶砂比1∶3.     

基于砂浆强度解耦法量化研究对铬铁渣的改性影响

通过正交试验设计配制改性剂对铬铁渣进行改性,正交试验是研究多因素试验问题的重要方法,单纯利用极差和方差分析正交试验结果存在准确性较低,以及增加试验总数或减少独立因子数的弊端。基于砂浆强度解耦法结合回归分析检验了正交试验结果的极差和方差分析,量化研究了改性剂4因子（硅酸钠、水泥、矿渣粉质量及浸泡铬铁渣时间）对于中间变量（改性铬铁渣吸水率）的影响,分析其在制备砂浆过程中进一步通过影响水胶比对强度产生的影响。结果表明：在配制改性剂对铬铁渣改性到改性的铬铁渣制备成改性铬铁渣砂浆的过程中存在耦合关系,借助SPSS软件以及其他手段解耦并进行了定量分析。该项研究为试验数据处理与统计提供了一种利用解耦法思维梳理影响关系,并结合回归分析达到由定性分析到定量分析的转变。     

纤维与水泥砂浆界面黏结性能研究

本文采取“8字”型试件进行单根粗纤维拉拔试验,通过混合正交试验研究了纤维类型、纤维直径、纤维埋置长度及砂浆基体水胶比对纤维-砂浆界面黏结强度显著性优先次序,以及纤维与砂浆间最佳组合的影响。同时得到了纤维最大拔出荷载及荷载-滑移曲线,系统分析了纤维与水泥砂浆的界面黏结性能。试验结果表明,直径为0.6 mm、埋置长度为20 mm的聚丙烯粗纤维,水胶比为0.51的砂浆基体的界面黏结强度最大,其中平均黏结强度为7.71 MPa,等效黏结强度达到13.25 MPa。直径为0.6 mm、埋置长度为10 mm的聚乙烯醇(PVA)纤维,水胶比为0.41的砂浆基体的界面黏结强度次之。四种因素对界面黏结强度的影响优先次序为纤维种类、纤维直径、砂浆水胶比、纤维埋置长度,其中纤维种类对界面平均黏结强度的影响较为显著,纤维直径对界面等效黏结强度的影响较为显著。     

新型高性能水泥基灌浆料的配制研究

以普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、硅灰和膨胀剂为胶凝材料,再以石英砂为骨料制作灌浆砂浆,通过正交试验设计出高强胶凝材料的最佳配比。最后以上述胶凝材料为基础,粗中细三种砂子为骨料,并添加高性能外加剂,通过改变水和胶凝材料以及胶凝材料和骨料的比例,得到符合标准规范的高性能水泥基灌浆料。掺入快硬水泥有快硬早强的效果;为减小灌浆材料的收缩可以掺入适量膨胀剂;掺入硅灰可以提高灌浆材料的强度。综合考虑灌浆料的流动性,竖向膨胀率以及强度和收缩性的影响,确定灌浆料胶砂比为1.2,水胶比为0.34。研究成果对今后水泥基灌浆材料的发展具有一定的参考价值。     

减缩剂外涂对水泥基材料性能的影响

对比研究了减缩剂内掺和外涂对砂浆收缩、抗裂及力学性能的影响.结果表明:减缩剂外涂对砂浆试件有比较明显的减缩效果;减缩剂外涂的溶液浓度越高,减缩效果越好,适宜浓度为50%:相比内掺,减缩剂外涂可提高砂浆的抗折强度和抗压强度,提高砂浆抗裂性能,开裂面积下降了35%;减缩剂外涂增加水泥石中C-S-H凝胶及钙矾石的生成量,减少了水泥石中20～50nm毛细孔的数量.     

新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究

在荷载和环境因素作用下,混凝土结构产生不同程度的劣化。为了保证结构的安全性和耐久性,需要对损伤水泥基材料进行修复。基体的含水饱和度、界面粗糙度、修补砂浆的水灰比以及试件的养护条件都会影响修补砂浆与基体间的粘结强度。选取四种含水饱和度(0%、30%、70%、100%)的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.4和0.6的新砂浆,试件密封养护28 d,剪切试验结果表明:当新砂浆水灰比为0.6,旧砂浆含水饱和度按照70%、30%、100%、0%的顺序变化时,界面的剪切强度逐渐减小;当新砂浆水灰比为0.4,旧砂浆含水饱和度按照30%、0%、70%、100%的顺序变化时,界面的剪切强度逐渐减小。同时发现,新砂浆水灰比为0.4时的界面剪切强度普遍大于水灰比为0.6的数值。通过切槽法改变旧砂浆的界面粗糙度,然后浇筑水灰比为0.6的新砂浆,试件标准养护。剪切试验结果表明:当旧砂浆界面粗糙时,界面间的剪切强度是旧砂浆光滑时的1.26倍。选取两种含水饱和度(0%、100%)的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.4和0.6的新砂浆,分别进行标准养护和密封养护,剪切试验结果表明:在旧砂浆含水饱和度和新砂浆水灰比相同的情况下,标准养护下的界面剪切强度明显大于密封养护下的界面剪切强度。     

矿物掺合料细度对水泥胶砂力学性能的火山灰效应

通过分析单掺矿粉、单掺不同磨细程度的粉煤灰及复掺粉煤灰和矿粉的胶砂早期强度的变化规律,得出粉煤灰的磨细程度及粉煤灰与矿粉的复掺比例会影响胶砂的早期强度。粉煤灰越细,越有利于提高胶砂早期强度,复合掺合料之间各成分的最佳配合比可以充分发挥各自的活性,从而提高胶砂早期力学性能。     

大型岩石结构面直剪试验模拟材料研究

根据相似原理和岩石结构面直剪试验的要求,选择高强水泥砂浆作为模拟材料。通过严格控制原材料,优选配合比,掺加硅粉和高效减水剂等措施,可以制备出强度达到72Mpa的匀质水泥砂浆来模拟岩石材料,从而解决了大型岩石结构面直剪试验取样困难的问题。     

聚丙烯酸酯乳液在水泥砂浆中的应用

为了提高水泥砂浆的韧性,选用了能形成柔性薄膜结构的聚合物--聚丙烯酸酯乳液对水泥砂浆进行改性.研究了聚丙烯酸酯乳液对水泥砂浆体积密度、抗压强度、抗折强度、韧性、动弹模量和黏结抗拉强度的影响.结果表明:聚丙烯酸酯乳液在一定程度上降低了水泥砂浆体积密度和抗压强度,对抗折强度影响较小,改善了水泥砂浆的韧性,并且可提高黏结抗拉强度.当乳液掺量(质量分数)大于5%时,28 d混合养护聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆的压折比降低到3以下,只有当乳液掺量大于10%时,水泥砂浆的黏结抗拉强度才明显提高.     

三乙醇胺助磨剂对蔗渣灰颗粒特性及蔗渣灰砂浆性能的影响

为研究不同质量掺量三乙醇胺(TEA)作助磨剂对蔗渣灰颗粒特性的影响,通过方孔筛筛余量、粒径分布、比表面积和颗粒形貌测试对蔗渣灰颗粒特性进行表征,研究蔗渣灰颗粒特性对蔗渣灰砂浆强度及抗氯盐侵蚀性的影响。结果表明,TEA可优化蔗渣灰颗粒粒径分布,在最佳质量掺量0.08%条件下,＜32 μm的颗粒占比增加8.2个百分点,比表面积可提升至5.503 5 m²/g,颗粒形貌更趋于圆球状。同时,蔗渣灰砂浆的强度和抗氯盐侵蚀性能随着TEA掺量的增加呈现先增后降的变化规律,TEA在0.08%(质量分数)最佳掺量时,蔗渣灰砂浆的抗压强度相比于普通水泥砂浆提升19.88%,氯离子扩散系数下降79.63%。通过X射线衍射和压汞孔分析测试揭示了蔗渣灰颗粒特性对蔗渣灰砂浆性能的影响机理,研究表明:经过TEA助磨剂优化后的蔗渣灰火山灰反应活性得到提升,蔗渣灰砂浆基体中生成更多水化产物,提高了密实度;优化后的蔗渣灰颗粒充分发挥了填充效应,降低蔗渣灰砂浆的孔隙率,提高了蔗渣灰砂浆的强度和抗氯盐侵蚀性能。